知识长廊

火箭——通往宇宙的天梯

火箭的秘密

现代火箭是一种依靠火箭发动机推进产生的反作用力而向前运动的飞行器。火箭要在大气层外飞行，必须依靠本身往外喷射物质获得向前的反作用力。一般在大气层内航行的飞机，它所用的空气喷气发动机都自带燃料，但是要借助周围的氧气才能燃烧，从而产生推动它飞行的高温喷射气流。而火箭则不必借助外界空气就能独立的进行工作，因为它本身自备燃料，而且还自带氧化剂。要想火箭发挥它巨大的潜能，周围空气愈稀薄愈好，因为周围空气愈稀薄，对于火箭来说阻力就愈小，它所能产生的反作用力就愈大，特别是在近乎真空的外层空间，它能发挥出最大的效率。火箭的天资，注定它成为现代太空飞行唯一适合的飞行工具。

火箭飞向太空不仅要克服空气阻力，而且要战胜地球引力。这就需要火箭具有相当的速度。对航天运载火箭而言，它的最终速度至少要达到7．9千米每秒的第一宇宙速度，这就需要发动机有足够大的推力。推力的大小与有效载荷关系密切。一般情况下，运载火箭起飞时的总推力，必须比火箭的起飞质量大20%～50%，那么，要想把卫星或飞船送上地球轨道，需多大的火箭呢？我们一起来探讨一下。

自动对接技术演示仪在地球轨道上

首先，不同质量、性质的卫星或飞船他们所需的火箭质量也不同；其次卫星或飞船的轨道高度和倾角大小，或者说他们需要达到的速度大小决定该火箭的质量不同。卫星或飞船质量愈大，速度愈高，则要求火箭的起飞质量也愈大。决定火箭能否升空飞行，其推力的起飞质量尤其关键。而火箭推力的大小，取决火箭发动机喷射出的燃气速度和每秒喷出的燃气质量。喷射出的速度越高，质量越大，产生的推力也就越大。因此，提高火箭的推力，也就成为当今天文科学家研究的重要课题。

飞船

现在大多数的火箭都是化学燃料火箭。根据其使用的推进剂划分，可分为固体燃料火箭、液体燃料火箭和固液混合燃料火箭。火箭携带的燃料量与它本身的容积有关，如果火箭要飞得又高又远，自然需要的燃料就要多些，火箭燃料消耗往往就在那短暂的片刻，相信大家在电视上曾看到火箭的发射，时间十分短促，一般只有几分钟。当它达到预定的推力和一定的速度，发动机马上关机，然后火箭上的航天器利用短短几分钟内获得的动能，依靠惯性继续飞行，直至达到预定目标或进入预定轨道。火箭发动机首先经历的是主动飞行段，也就是刚开始的那段点火工作的飞行阶段；然后发动机进行关闭飞行，称为被动段或自由飞行段。当主动飞行段结束之后，火箭的任务即宣告完成，其壳体就变成附加物体，通过分离机构与航天器脱离后，残骸有的进入大气层烧毁，有的留在空间游荡，成为“太空垃圾”。

火箭推进器脱落瞬间情景

对比推力的严格要求，是推进剂的必修课，也是检验火箭发动机的重要依据。火箭的燃气喷射速度与比推力成正比关系，例如液氧和煤油推进剂的比推力是260秒，喷出速度是2．6千米每秒，即使液氧和液氢高能推进剂的比推力高达420秒，它所能达到的最大速度也只有7千米每秒。因此，目前的单级火箭无论采用固体推进剂，还是采用液体推进剂，甚至高能推进剂，按照现在的先进技术所能达到的最大速度大约为4．5千米每秒——6千米每秒，这个速度暂时还达不到把航天器送入地球轨道所需7．9千米每秒的第一宇宙速度。看样子火箭还需继续修炼，方能解开这个战胜地球引力的速度之谜。

火箭上天大PK

前苏联的齐奥尔科夫斯基最先提出的火箭列车是把两节以上的火箭串联或并联起来，这样的一组多级火箭可提高火箭的速度，达到了战胜地球引力的目的。

显而易见，多级火箭的结构趋于复杂，为了能使火箭发动机的能量最大限度地用于提高航天器的能量，科学家们用一种质量抛扔原理，把已经完成任务的无用结构抛掉，从而间接地减轻火箭的结构质量，提高火箭的质量比。这样，在使用同样性能的火箭发动机和相同技术水平的箭体结构的条件下，在用单级火箭无法达到的宇宙速度下，多级火箭就能达到。

运载火箭的结构

目前世界上的运载火箭基本上有两种：一种是各级首尾联结的串联式火箭，另一种是下面两级并联、上面一级串联的混合式火箭。运载火箭的大小，根据其执行任务时的有效载荷和飞行轨道而定，若飞行轨道相同，有效载荷愈重，则火箭起飞质量也愈大；若有效载荷不变，飞行轨道愈高，火箭的起飞质量也愈大。由于卫星或飞船等航天器的轨道较高，本身质量也大，故运载火箭都是一些庞然大物。它们的质量最小的有几十吨，最大的可达两三千吨，但一般为一百多吨到几百吨。火箭高一般为三四十米，少数超过一百米。火箭粗都在1米以上，一般为3米左右，最粗可到10米。在通常情况下，发射一颗质量为1吨的卫星，运载火箭质量为50至100吨。如美国发射“阿波罗”载人登月飞船的土星5号运载火箭，全长110．7米，直径10米，起飞质量为2840吨，“阿波罗”飞船的质量只有41．5吨，这是目前世界上最长的“火箭列车”了。

一切准备就绪后，火箭一级发动机及4个助推器同时点火

下面我们来看一下三级“火箭列车”是如何到太空去的。当它信心十足的屹立在发射台上时，首先是第一级火箭发动机点火，火箭徐徐上升，然后加速飞行，逐渐按预定方向转弯，一百多秒钟后，火箭大约达到70千米左右的高度，第一级火箭发动机燃料耗尽自动关机，并脱离整个火箭列车坠落地面；接着第二级点火，继续加速飞行，当火箭飞出稠密大气层，达到预定高度和速度时，第二级如同第一级一样也因燃料耗尽而关机并分离，此时火箭靠获得的能量进行惯性飞行；第三级火箭发动机点火工作，当加速到预定速度时，第三级火箭发动机关机，航天器与火箭分离，最后把航天器推入预定轨道。也许有人认为运载火箭级数越多越好，事实并非如此，因为多加一级，不管是制造工艺还是级间分离技术都困难些，而且还会限制速度，所以最多只能比单级火箭的速度大70%。因此限于各种因素的影响，“火箭列车”都选在二级至四级之间，一般用三级的居多。

前苏联著名航天总设计师科罗廖夫，首先提出用单级火箭串联和并联结合的方式组成多级火箭实现宇宙航行的设计方案。这个方案是根据齐奥尔科夫斯基关于“火箭列车”的原理用一枚较长的地球物理火箭作芯级，芯级长29．17米，直径2．95米，装一台P－108液体火箭发动机。在其周围捆绑4台助推器组成助推级，助推级长19米，直径3米，各装一台P－107液体发动机。这样把芯级和并联的助推级串联起来，组成一枚两级液体火箭，从而产生足够的推力和需要的速度，把安装在火箭最上面整流罩内的人造卫星送入地球轨道。这种火箭发射时，5台发动机同时点火，产生398吨力的起飞推力，火箭飞行120秒后，4个捆绑的助推器工作完成与其脱离，并被抛掉，这时火箭飞行高度为50千米，飞行速度达到3．2公里每秒。然后芯级的火箭发动机继续工作180秒，使火箭加速到8千米每秒的速度，此时卫星与火箭脱离，被推进环绕地球的预定轨道上飞行。人类运用“火箭列车”的接力加速，跨入了宇宙空间的第一道门槛。

做客太空奇侠

航天运载火箭以它特有的魅力，征服了庞大的宇宙，成绩令人称奇。它综合了众多学科的成果，集万千宠爱于一生，是一个浩瀚的系统工程。火箭就似一位太空奇侠，全身每个部分都拥有一套神奇本领。现在就让我们来领教一番。太空奇侠由三大部分组成，分别是箭体结构、动力装置和控制系统。箭体结构即火箭的外衣，它犹如奇侠的骨架，是火箭各个受力和支承构件的总成，通常包括头部的有效载荷整流罩、仪器舱、推进剂贮箱、发动机舱和尾段，有的大型运载火箭还有尾翼。火箭壳体内可以安装连接有效载荷、仪器设备和动力装置，贮存推进剂，承受地面操作和飞行中的载荷，可以使火箭有良好的空气动力外形，把火箭的各个部分牢固地组成一个整体。火箭头部的整流罩，用以保护所载物体和减小空气阻力；仪器舱集中安装控制设备；推进剂贮箱用于装载推进剂，要占火箭质量的80%～90%，体积也要占绝大部分，因此为了加大运载能力，要千方百计减轻推进剂贮箱的质量；发动机舱除装火箭发动机外，还用来在发射架上支撑整个火箭保持飞行时的外形。

铝合金是日常生活中常见的材料，它很轻，结实、耐用、防腐蚀，加工容易，是必不可少的原料，多用于壳体的蒙皮和骨架零件。钛合金强度高，具有优良的抗腐蚀和耐温性能。它在500℃高温下不变形，在－100℃时不变脆，在水里泡几天也不生锈，因此它是制作火箭发动机壳体、高压气瓶、低温贮箱和各种管路的最佳材料。但它的切削加工性较差，需加热成型。镁合金减震性能好，常用来制造火箭壁板结构的翼面、舱段及其他骨架零件。铍合金刚性最大，用它制成的零件尺寸特别稳定。火箭上一些变形限制非常严格的零部件，如陀螺导航系统，常用铍合金。复合材料是新兴的材料，它用不同的纤维边缠绕边用树脂粘连而成。玻璃纤维、有机纤维的强度特别高；碳纤维的刚度非常高；硼纤维则刚、强兼备；碳化硅、陶瓷纤维能耐高温，它们配以不同的树脂制成不同的复合材料，其性能一般大大超过现有的许多金属材料。

动力装置包括火箭发动机和推进剂输送系统，它是航天运载火箭的重要部位，相当于人的心脏，也是其动力来源。液体火箭有发动机和推进剂输送系统，固体火箭则只有发动机。动力装置是产生强大推力的地方。液体火箭发动机由燃烧室、喷管、涡轮泵和活门四部分组成。燃烧室因为推进剂的燃烧而产生高温高压气体，并从喷管排出，形成强大的推力；喷管是选用高强度耐热合金材料制作而成，只有这样才能经受住高温高压；涡轮泵利用燃气发生器产生气体后带动涡轮、离心泵，使燃料和氧化剂注入燃烧室；活门则负责启开和关闭发动机，调节进入管路中推进剂的流量。整个输送系统保证推进剂具有必要的泵入口压力，使离心泵正常工作。

火箭发动机

火箭发动机是由使用的燃料及氧化剂两部分组成，发动机使用的燃料直接影响着发动机的性能，在一枚火箭的总质量中，燃料占了90%以上。现代液体运载火箭几乎使用的都是可贮存推进剂，包括氧化剂中的硝酸、四氧化二氮，燃料中的混肼50、偏二甲肼。也有一些高能推进剂的液氢、液氧用作顶级火箭的推进剂。目前，天文科学家还在对现有推进剂进行不断的改进，希望可以提高它的有效载荷，刚研究出一种新型推进剂——用液氟与肼组合，比冲可达376秒。

巨大的外挂燃料箱

固体火箭的推进剂主要有双基推进剂、改性双基推进剂和复合固体推进剂。目前大多数国家的固体火箭用的是复合固体推进剂，比冲一般在230～260秒左右。这种推进剂由粘合剂系统、氧化利，填料和各种助剂组成。固体推进剂的形状要根据不同的需要而浇铸成，以供发动机所需。比如端面燃料药柱适用于低推力、长时间工作的发动机，星孔形侧面燃烧剂多在主发动机上使用。

火箭的稳定飞行，控制系统的功能至关重要。它是火箭的神经中枢，一切信息的产生与反应都由它一手掌控。这个系统包括制导、姿态控制。制导通常有惯性制导和无线电制导两种。惯性制导是依靠运载火箭内的仪器测量火箭的加速度而进行工作，主要部件有陀螺仪、加速度表、计算机等；无线电制导由地面用雷达或无线电将测出的运载火箭的方位及速度，经过计算比较，把修正飞行误差的指令送到运载火箭上，通过运载火箭上的控制系统来修正飞行航线，以及接收地面发出的发动机熄火信号来关闭发动机。这种控制系统有两大作用：一是控制火箭向前飞行，即控制火箭的质心沿预定的弹道运动。二是控制火箭的姿态，也就是控制火箭绕质心的运动。

火箭如果没有尾翼，是不可能在大气中稳定飞行的。而现代大型运载火箭往往还需在高空飞行，那里空气非常稀薄，尾翼就显得是多余了。所以，要研制出不单靠尾翼的作用而飞行的现代火箭，就必须在火箭上安装专门的自动控制设备。当火箭不听使唤，偏离航向时，自动控制设备就能及时发出信号，调整火箭的方向，使它飞到预定的航线上准确航行。

运载火箭还同时具备安全、遥测和发射系统。安全系统用于火箭在飞行中如突然出现故障或意外情况，就勒令火箭终止飞行并令其自毁。遥测系统则是把火箭飞行过程中各系统的工作性能的具体、真实情况，通过无线电多路通信方式传到地面，然后地面控制人员进行分析故障，鉴定和改进火箭性能。发射系统是火箭发射整个过程中的运输、起竖、控制、加注、供气、供电、通信、消防、瞄准、跟踪等装置，保证火箭按预定程序成功飞行。

天梯揽胜

自从前苏联的“卫星”号运载火箭首开先河架设起世界上第一座天梯后，世界其他国家都相继提出了建造运载火箭，发射人造卫星的宏伟计划。世界上最早使用运载火箭成功发射人造地球卫星的国家有五个，一时间在航天领域引起轰动。

1957年10月4日，前苏联的“卫星”号火箭发射成功。该项火箭是一款两级捆绑式液体火箭。火箭中央芯级长29．17米，直径2．95米，四周侧挂的助推级长19米，直径3米。火箭起飞质量267吨，起飞推力398吨力。中央芯级装一台P－108液体发动机，助推级装4台P－107液体发动机。当时耸立在拜科努尔发射场的发射架上，挺拔苍穹，傲视群雄，甚是壮观。当火箭起飞时，5台发动机同时喷出熊熊火焰，把火箭徐徐托起，直插云霄，经过120秒的飞行后，4个侧挂的助推器被抛掉，这时火箭已到达50千米的高空，飞行速度更快了，达到了3．2千米每秒，随后芯级火箭再以更大推力使火箭继续加速到8千米每秒，最后把卫星送入近地点215千米、远地点947千米的椭圆轨道上运行。这枚“卫星”号火箭的成功发射，具有深远的意义，预示着人类开始走进突飞猛进的航天时代。

丘比特－C运载火箭

当听到前苏联的“卫星”号火箭成功发射上空，原想抢在前苏联之前的美国正在为“先锋”号运载火箭迟迟不能过关而忧心忡忡。走头无路的美国最后亮出杀手锏，决定使用布劳恩主持研制的“红石”导弹来完成这次伟大的创举，以挽回自己的脸面。该枚火箭命名为“丘比特C”，以“红石”液体导弹为基础，把它改装为火箭第一级，用“中士”号固体火箭做第二、三、四级，制成一种固液混合型的四级运载火箭。第一级火箭长17．1米，直径1．65米，采用一台液体火箭发动机，推力为37．6吨力。第二、三、四级分别由11个、3个和1个尺寸缩小的“中士”号火箭组合而成，均采用固体火箭发动机。每枚“中士”号火箭长1．2米，直径15厘米。“丘比特C”火箭总长21．72米，起飞质量28．5吨，起飞推力37．6吨力。1958年2月1日，“丘比特C”火箭终于带着美国人民的无限寄托与厚望从佛罗里达州起飞，将“探险者”1号送入椭圆轨道。尽管这枚火箭的运载能力不大，发射的卫星只有8．2千克，但美国是继前苏联之后第二个拥有发射卫星能力的国家。

1965年1月26日，法国第一颗“实验卫星”1号在“钻石”号的护送下顺利升上天空。这是第三枚独立研制成功的运载火箭。“钻石”号为三级火箭，共有三种型号。首次发射卫星的是“钻石”A号火箭，加上有效载荷共长19米，最大直径1．4米，稳定尾翼翼展2．7米，发射质量为18．4吨。第一级装一台液体火箭发动机，第二、三级各装一台固体火箭发动机。这种火箭先后发射4颗人造卫星，屡获成功。

实验一号卫星

而位于亚洲的日本和中国相继夺得第四名和第五名。日本于1970年2月11日在鹿儿岛的内之浦发射场用L－4S火箭发射成功人造卫星“大隅”号。L－4S是一种四级固体运载火箭，全长16．86米，最大直径0．73米，重9．4吨。它成功地把重24千克的“大隅”号卫星发射入轨，揭开了日本航天史上新的一页。中国从1965年就开始研制发射人造卫星的运载火箭，经过5年的潜心研制，第一枚“长征”一号运载火箭孕育而生，1970年4月24日它将中国第一颗人造卫星——“东方红”一号卫星成功地送入地球轨道。“长征”一号是一种三级火箭，第一、二级采用液体火箭发动机，第三级用的是固体火箭发动机。火箭全长29．46米，最大直径2．25米，起飞质量81．5吨，起飞推力104吨力，用它发射成功的“东方红”一号卫星重173千克，超过苏、美、法、日四国第一颗卫星质量的总和，这一点充分说明中国的第一枚运载火箭达到了相当高的水准。中国成为世界上第五个拥有运载火箭并能独立发射卫星的国家。

多姿多彩的“宇宙神”

运载火箭素有”宇宙之神”美称。目前世界上投入生产使用的运载火箭有数十种。无论是运载火箭的品种还是数量，及火箭的运载能力，美国和俄罗斯都遥遥领先于其他国家。而中国、法国、日本等国运载火箭的诞生，打破了美、俄在航天领域的大哥大地位。

随着世界的飞速发展，国家之间的竞争也日趋激烈，竞相发展的新格局日见成熟。美国投入发射市场的运载火箭，有“宇宙神”“大力神”“德尔塔”等几种系列火箭。其中名声颇大的“宇宙神”火箭，质量为139吨，已发射70多次。它的低轨道运载能力为6—6．8吨，同步转移轨道的运载能力为2．9—3．8吨。截至1993年底，“宇宙神”火箭已成功发射224次。2000年前，已安排62次发射，大部分是执行发射军用卫星和商业卫星的任务。“大力神”火箭用两级液体洲际导弹改装，加一级捆绑大型固体助推器，并逐渐形成了“大力神”系列火箭。其中“大力神”3型火箭从1966年首次发射到1986年8月，共成功发射130次，因此很快投入商务市场。现在常用的“大力神”34D火箭，1982年11月30日首次飞行成功，1989年12月31日便将英国和日本的通信卫星相继送入预定轨道。美国现正研制威力更大的“大力神”四型运载火箭，整个火箭长62．17米，最大直径5．08米，其地球同步轨道的运载能力达到4．5吨。美国专门研究的“德尔塔”三级运载火箭基本型长23米，最大直径2．4米，起飞质量52吨，起飞推力63吨力。截至1992年3月，“德尔塔”火箭发射208次，其中失败12次，具有较高的成功率。

质子号系列运载火箭

俄罗斯的“质子号”火箭是世界上使用最为频繁的一种航天运载工具。1965年首次发射成功以来，先后用它发射各种通信卫星、星际探测器和“礼炮”号轨道站，成功率达到93%。“质子号”火箭采用并、串联式结构，先后拥有二级、三级、四级等3种型号。最大的四级“质子”号火箭全长45．8米，底部最大直径7．4米，起飞质量约800吨。它的近地轨道有效载荷可重达20吨，地球同步轨道的有效载荷重2．2吨至4吨。1971年4月19日把重达17．5吨的“礼炮”1号轨道站发射到预定轨道，显示了它的巨大运载能力。它先后发射成功6个火星号、8个“金星”号探测器以及各种通信卫星，特别是1986年2月20日发射“和平号”轨道站获得成功，充分表明这种火箭的优越性能。

1975年9月9日，日本用N－1火箭发射一颗“菊花”1号试验卫星，到1984年N－1火箭共发射7次。1981年2月又用N－2火箭把“菊花”3号通信卫星送入地球同步转移轨道。1986年8月13日，日本第一枚新一代H－1火箭同时将两颗卫星发射入轨。特别是日本1994年2月4日发射成功的H－2火箭，这是一种捆绑两个大型固体助推器的两级火箭，第一、二级均采用液氢液氧发动机，火箭总长50米，最大直径4米，起飞质量260吨，可将4吨重的有效载荷送入地球同步转移轨道。现已3次发射卫星成功。H－2是日本20世纪90年代具有很大竞争实力的商业发射运载工具。

阿丽亚娜4号运载火箭

1979年12月24日，欧空局研制的“阿丽亚娜”1型火箭首次试飞成功。截至1995年底，“阿丽亚娜”火箭共研制出4种型号，共成功发射74次。1988年6月15日，“阿丽亚娜”4型火箭一口气将3颗通信卫星送入预定轨道。该型火箭是一种三级液体火箭，根据捆绑助推器的不同，又分为6个不同的型号。火箭全长58．4米，最大直径3.8米，起飞质量413吨，起飞推力570吨力。如果采用4台捆绑在第一级的液体火箭助推器，能分别将1．9吨——4．2吨的有效载荷送上地球同步转移轨道。1988年6月15日，这种“阿丽亚娜”44LP型火箭首次发射成功，到1994年12月共发射42次，其中3次失败，“阿丽亚娜”4型运载火箭每年都有七八次发射任务。1996年6月新研制的“阿丽亚娜”5型火箭首次发射，但是起飞后37秒，突然凌空爆炸，这使欧洲历时11年、投资达74亿美元的最大的航天项目转眼之间成为泡影。

中华长征号风采

中国在世界航天史上的贡献也是非常卓越的。1970年4月24日“长征”一号火箭伴随第一颗人造卫星成功发射，该型火箭是一枚三级运载火箭。第一、二级采用液体火箭发动机，第三级采用固体火箭发动机。“长征”一号的创举带动了中国兴旺的“长征”火箭家族。截止1995年底，已有8种“长征”系列运载火箭进行了39次发射，打开了中国通向太空的光明大道，也让中国在征服太空的旅程中大放异彩。

运载火箭的捆绑技术

1974年11月5日“长征”二号运载火箭经过4年时间的修炼还是没能顺利发射，在飞行过程中由于箭上控制系统一根导线折断，导致火箭升空后20秒飞行失稳，自毁爆炸，试验失败。但从1975年11月26日由“长征”二号火箭发射返回式卫星获得成功后，到1995年底改进的“长征”二号丙火箭发射共16次，屡创发射不败纪录。“长征”二号丙火箭全长34米，最大直径3．35米，起飞质量192吨。这种火箭于1992年10月6日发射双星，其中包括搭载一颗瑞典科学试验卫星，表明“长征”二号丙火箭已进入国际卫星发射市场。

与“长征”二号相比，“长征”三号的诞生似乎要顺利得多。乘胜前进又研制出新型的“长征”三号甲火箭，它把原“长征”三号的第三级直径增大到3米，并加长贮箱长度，推进剂多装了一倍，整个火箭起飞质量240吨，起飞推力300吨力。它的同步转移轨道运载能力由原来的1．4吨提高到2．6吨。1994年2月8日，中国用“长征”三号甲火箭首次成功地将一颗“实践”四号探测卫星送入同步转移轨道。同年11月30日，又把中国新一代通信卫星“东方红”三号发射升空，并进入准同步轨道。遗憾的是由于星上自控推力器泄漏，燃料耗尽，致使卫星无法定点投入使用。但“长征”三号甲火箭经过发射考验，表明火箭技术又迈上了更高的台阶。从1993年起，中国还研制了“长征”三号甲的姊妹火箭“长征”三号乙，它以“长征”三号甲火箭为芯级，一级捆绑上四个和“长征”三号捆绑火箭所用一样的助推器，火箭总长54．8米，它的地球同步转移轨道运载能力达到5吨。1995年2月15日，中国首次发射一颗重型国际通信卫星受挫，火箭起飞约22秒即发生爆炸。但这更加坚定了中国继续发展火箭技术和执行卫星发射任务的不变恒心。

1988年9月7日，第一枚“长征”四号运载火箭把“风云”一号气象卫星送上900千米高的太阳同步轨道上。“长征”四号区别于其它火箭的地方是各级均采用四氧化二氮和偏二甲肼常温推进剂，火箭全长41．9米，第一、二级直径3．35米，第三级直径2．9米，起飞质量249吨，起飞推力300吨力，其地球同步转移轨道的运载能力为1．25吨，太阳同步轨道的运载能力为1．65吨，还可将3．8吨质量的有效载荷送入高400千米、倾角为70度的圆轨道。这种火箭可靠性高，适应性强，操作使用方便。充分说明我国火箭技术成熟，达到了比较先进的水平。

长征系列火箭

在中国的运载火箭中，1990年7月16日发射成功的“长征”二号E大推力捆绑式火箭是一个新的里程碑。这种火箭的最大特点是采用先进的捆绑技术，在周围捆绑4台液体火箭助推器。火箭全长51．2米，直径3．35米，总起飞质量461吨，起飞推力600吨力，能把8．8吨—9．2吨的有效载荷送入近地轨道。如果加上合适的上面级，则可将2．5吨—4吨的有效载荷送入地球同步转移轨道。1992年以来，它先后用来发射2颗美制澳大利亚通信卫星、1颗美制“亚洲”二号通信卫星和1颗美国“艾科斯达”一号通信卫星获得成功，标志着中国的运载火箭技术终于扬眉吐气了。

1992年8月—1994年7月，中国航天局在“长征”四号火箭技术的基础上，又研制了“长征”二号丁二级液体运载火箭，并在这两年里成功地把两颗返回式科学探测与技术试验卫星送上太空，圆满完成了发射和回收任务。该型火箭长38．3米，最大直径3．35米，起飞质量232吨，其地球低轨道的运载能力可达3．3吨，它采用加长一级贮箱和加大一级发动机推力的方案，是中国二级火箭中运载能力最大的火箭。

至此，中国“长征”系列运载火箭的运载能力实现了低轨道、中高轨道、高轨道等各种太空轨道，已可以发射世界上各种各样不同轨道、不同质量的卫星。

火箭登天三步曲

火箭要进入预定轨道通畅运行，需要航天发射场的指挥与遥控。航天发射场通常由测试区、发射区、发射控制中心、综合测量设施、勤务保障设施和管理服务部门组成。

测试区即技术大本营。运载火箭及其有效载荷首先要在这里进行一系列周密的检查、装配和测试，测试合格后方能运到发射区。发射区即负责火箭的发射工作，设有发射装置、发射控制室以及一套发射所需要的各种设备。

俄罗斯普列谢茨克航天发射阵地

发射装置包括发射台、勤务塔和脐带塔。发射台用于支承和固定运载火箭，可进行垂直度调整和方位瞄准。发射台下设有导流槽，用来排泄高温、高速的燃气流。勤务塔用于运载火箭和有效载荷的吊装、起竖和对接，提供对其检查、维护和测试的工作条件。勤务塔可通过地面导轨移走。脐带塔为固定在发射台侧面的钢制桁架结构，塔上敷设有推进剂、压缩气体、供水和空调等管路，以及测试、动力、通信和电视电缆。塔上还有活动平台和伸缩式悬臂，在发射起飞前的规定时间内脱离开运载火箭。整个发射塔架高耸入云，一般高四五十米。

发射控制室与指挥控制室、安全控制室、计算中心、设备保障室在一起，组成运载火箭发射实施指挥、监控和管理的发射控制中心。发射控制室内安装各种仪表设备，在发射期间操纵并监视发射台上的各项工作。指挥控制室内设有指挥控制台、终端设备、电视设备、指挥通设备，用于指挥、协调、控制和监视发射场的各个系统，还有显示发射作业计划、气象、运载火箭飞行状态、测控设备工作状态和各种时间参数的大型屏幕。安全控制室内装有安全控制台、通信设备和显示运载火箭飞行的瞬时坐标、速度、加速度、落点等的大型屏幕，还有记录设备、报警装置等。计算中心实时计算、记录、处理发射和飞行过程中的各种测量信息，并把计算结果传送到控制室、测控站。航天发射场的组成部位及其功能大致就介绍到这。

美国航天发射场上的F15

运载火箭从离开地面直到进入轨道，一般要经过三个阶段：首先是垂直起飞段。这一阶段也就是在火箭接到命令时的那一瞬间的飞行阶段，时间非常短暂，一般10秒。火箭刚开始飞行时的加速度很小，以便保证飞行的稳定，同时也有助于使火箭能尽快飞出稠密大气层，减小空气阻力引起的速度损失；其次是转弯飞行段。为了有效的送入正常轨道，运载火箭必须在制导系统作用下，通过执行机构发布的命令，偏离垂直飞行状态，逐渐使速度方向转向水平，并在入轨点达到所要求的速度方向；第三是过渡飞行段。对于低轨道航天器而言，当运载火箭达到所要求的轨道高度和相应的轨道速度时，火箭就完成了它的任务，它运载的有效载荷与末级火箭分离后进入运行轨道。对于高轨道或执行星际航行任务而言，运载火箭的末级火箭首先进入一条低轨道，作为暂时停留的中间轨道，然后末级火箭经过一定时间的运行，再次把有效载荷加速进入到飞向目标的转移轨道，火箭与有效载荷分离，从而把有效载荷推入最终轨道。

在运载火箭发射离开发射台、进入空间轨道，要飞行几百千米甚至几千千米，这样长时间的飞行，那地面又是靠什么知道它的飞行状况呢？这就需要借助地面雷达、光学跟踪仪器设备进行跟踪监视，航天测控中心和各地测控站便担负起了这个任务。所以航天测控系统也是运载火箭发射和飞行的不可缺少的一个组成部分。

航天机转场

火箭发射前还有一项重要工作——选择发射窗口。发射窗口就是允许火箭发射航天器的时间范围。发射窗口是根据航天任务和外界限制条件而确定的，并随这些因素的变化而改变。影响发射窗口的外界条件有以下几种：天体运行轨道条件。以探测太阳系内某一天体为目的的空间探测器要与目标天体接近或相遇，必须在地球与目标天体处于一定的相对位置之前和之后的某个时间区内瞄准正在运动的目标天体发射，这个时间区间就是发射窗口。如错过这段时间，地球与目标天体的相对位置发生变化，发射窗口和发射路线也随之改变；航天器的轨道要求。近地轨道航天器的交会和对接、用多颗非静止轨道的通信卫星和导航卫星组成专用网，都必须根据轨道分布的要求，按照严格规定的时间范围发射；航天器的工作条件要求：卫星的使命要求卫星－地球－太阳之间有一定的相对位置，而且卫星有特定的姿态，以保证卫星上的设备能正常工作和完成预定的任务。地球资源卫星、照相侦察卫星要求目标区域有较好的地面光照条件。太阳同步轨道卫星则要求长期不进入地影。这些要求条件都对发射时机构成一定的限制。除了以上列举的主要条件，还有发射方向、地面跟踪测控和气象等。在进行航天器轨道设计时，必须将所有对发射时间的限制条件逐项加以计算，通过综合分析，才能确定这一项航天任务的发射窗口。

发射场揭秘

前面我们介绍了发射场的有关知识，下面我们收集了世界上著名的发射场相关资料，供大家学习。现在，全世界共有17座航天发射基地，这里面规模最大、名气最响的当数美国肯尼迪航天中心、前苏联拜科努尔航天发射中心及法国库鲁航天发射中心。其他如前苏联的普列谢茨克、卡普斯丁亚尔发射场，美国的范登堡、沃洛普斯发射场，意大利圣马科发射场，日本的鹿儿岛、种子岛发射场，印度的斯里科塔发射场，中国的西昌、酒泉、太原卫星发射中心也颇具规模。

肯尼迪航天中心发射塔

印度斯里科塔发射场

美国肯尼迪航天中心位于佛罗里达州卡纳维拉尔角，濒临大西洋，由于地理条件优越，1947年以后专门用它来作为火箭试验发射场。它南北长56千米，东西宽20千米。主要包括技术阵地和发射阵地两大部分。技术阵地建有火箭及卫星、飞船组装检测厂房，整个中心最高的是装配大楼，高160米，容积360万立方米，楼内备有各种先进的测试仪器和显示记录设备。发射阵地共有23个，距离技术阵地5千米，其中著名的39号发射阵地有A、B两座发射台，许多大型航天器大都从这里飞出地球。美国第一颗人造卫星、第一架航天飞机都是从这里启程的。

拜科努尔航天控制中心

1955年，莫斯科在东南2100千米的哈萨克斯坦丘拉坦沙漠地带建造了拜科努尔航天中心，此航天中心占地广阔，装备齐全，投入了大量的资金与人力，可见前苏联对航天事业的热衷程度非同一般。在这里，火箭可以跨过东北方向的一片杳无人烟的宽阔地带自由飞行，空间轨道一直延伸到太平洋上的赤道上空为止。前苏联是一个属高纬度地区的国家，得天独厚的地理优势有利于将各种航天器发射入轨。世界上第一颗人造卫星和第一艘载人飞船都从这里飞上太空。

库鲁发射场

欧洲空间局在南美洲东北海岸的法国圭亚那建造了库鲁航天中心。靠近赤道、缩短卫星送入极地和赤道轨道的路程，是把此航天中心建造于此的真正原因。库鲁航天中心长60千米，宽20千米，由于地理的优势摆在那，叫你不得不承认它是世界上最好的卫星发射地点，火箭不仅可以向东射入大西洋上空，还能得到地球转动时的助推力，而且向北和向东的海面上有一个很宽出发射弧度。由于这个地方位于赤道之上，所以用同一种火箭把卫星送入赤道上空轨道时，可比在美国卡纳维拉尔角发射多载15%的质量。著名的“阿丽亚娜”火箭就是在此飞出地球的。库鲁航天中心的第一个发射台和控制中心于1968年竣工，同年4月9日试发射了第一枚火箭。十几年后，也就是1985年又建成第二发射台，用于发射“阿丽亚娜”3型和4型火箭。现在该发射场每年有9次左右商业卫星发射任务。

种子岛航天中心

别看日本只有巴掌大的地方，但它却有两座火箭发射基地。一座是鹿儿岛发射场，另一座是种子岛发射场。鹿儿岛位于日本九州的鹿儿岛县境内，1967年日本的第一个发射场便诞生在此，它配有两套发射设施，分别用于发射L和M系列火箭。位于九州南端的种子岛发射场与鹿儿岛发射场毗邻。这座发射场有供N系列和H系列运载火箭的发射设施。它的光学、无线电测位跟踪站和遥测数据接收站设在竹畸岛，距种子岛22千米。

最后我们来看看中国的几个航天发射中心。

首先介绍的是酒泉发射中心，它是中国建立最早、试验火箭最多的发射基地，有“中国航天第一城”之美称。酒泉发射中心位于中国酒泉市西北戈壁沙漠腹地，1958年开始兴建，是中国发射近地轨道卫星的发源地，该发射基地分为测试区、发射区以及测控中心、保障设施几大部分，其中包括运载火箭和卫星装配厂房、发射架、勤务塔、计算中心、供电系统等，设备齐全，规模宏大，承担各种用途的近地轨道卫星发射任务。这座中国航天城的元老，以其发射火箭的高成功率而誉满全球。

酒泉卫星发射中心场景

酒泉卫星发射场俯视图

西昌卫星发射中心全景

西昌卫星发射中心指挥大厅

1970年，中国又投资开始兴建第二个航天发射中心，这就是因成功发射“长征”三号运载火箭而声名大振的西昌发射中心。它坐落在美丽的四川省凉山自治州，与彝海紧紧相依，与酒泉发射中心南北呼应，是发射地球静止轨道卫星的场所。发射阵地被四座大山团团围住，发射塔架则屹立在其半山腰，放眼望去犹如一个钢铁巨人鹤立鸡群，直插云端。技术阵地的测试厂房镶嵌在绿色的群山之中，指挥控制中心由电子计算机、数据传输、电视显示等系统组成。指挥大厅竖有一面巨大的电视屏幕，显示出完成发射任务的全过程。

2004年9月9日7时14分，我国自行研制的“长征”四号乙运载火箭在太原卫星发射中心顺利升空

1988年9月7日，“长征”四号运载火箭在太原发射中心首飞成功。这座最新的发射基地，坐落在山西省太原市东北方向的塞上高原，适宜于发射太阳同步轨道卫星，能满足多射向、多轨道、远射程的卫星发射要求：这座新兴航天城，与酒泉、西昌两座航天中心一起，为中国的航天事业立下了不可磨灭的丰功伟绩。

通过以上发射场的介绍，我们不难发现，一个好的发射基地应建设在工业中心和铁路干线、人烟稀少的地域，此外还要把能源供应和地理位置的因素考虑进去。地理位置对于把人造卫星发射到静止轨道尤为重要，因为航天发射基地离赤道越近，运载火箭把有效载荷送上这条静止轨道就越容易、越经济。除此之外，地势、地层构造、水文以及气候条件，对航天发射基地的选址也有一定影响，尤其是气候对发射设备工作的可靠性和工程技术决策等方面的影响更大。晴天越多，则对火箭飞行的光学跟踪设备的利用率就越高。建立发射基地，还要有可靠的安全保障，发射场区幅员辽阔，人烟稀少，是内陆发射的最佳场所。其次，要有有利的地形。总的要求是纬度低，地势平坦，地质构造坚实。发射场纬度低，可充分利用地球自转速度，节约推进剂，避免处理一些复杂困难的技术问题。再次，要有良好的气象水文条件。发射基地通常选择在雷雨少、湿度小、风速弱、温差变化低的地方。最后，还要有最佳的监测系统。既要考虑监测系统的布局，又要照顾绵延几千千米的空中和地上监测站的设点。

人造卫星

环绕地球飞行并在空间轨道运行一圈以上的无人航天器，简称人造地球卫星。人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。人造卫星是个兴旺的家族，如果按用途分，它可分为三大类：科学卫星，技术试验卫星和应用卫星。

科学探测卫星

科学卫星是为科学研究服务的人造卫星，主要用于科学探测和研究。主要探测和研究高层大气、地球辐射、地球磁层、宇宙线、太阳辐射和极光等空间环境，观测研究太阳和其他天体。到目前为止，世界各国先后发射了500多领科学卫星，如日本的“新星”和英国的“羚羊”科学卫星。这些科学卫星已经得到了许多十分宝贵的科学资料和新的发现。例如，发现了在离地面600～40000千米存在着两个辐射带；发现太阳不断喷出等离子体；发现高地面1000千米左右高度上有一个由氛、氦组成的地冕；还观测到除太阳以外的许多紫外线和X射线的辐射源。总之，科学卫星就是这样一种极好的研究工具。它携带各种研究仪器，作为空间科学研究的尖兵，深入到遥远的空间，去揭示那里的奥秘。

太空实验室——技术试验卫星

技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。航天技术中有很多新原理，新材料，新仪器，其能否使用，必须在天上进行试验；一种新卫星的性能如何，也只有把它发射到天上去实际“锻炼”，试验成功后才能应用；人上天之前必须先进行动物试验……这些都是技术试验卫星的使命。技术试验卫星中最让普通人感兴趣的是生物卫星。我们知道，在载人航天之前必须先进行动物试验，看看动物能否适应太空生活，看看太空失重，强辐射的环境对动物生长，发育，遗传，生育有什么影响，采取什么防护措施，然后才能慎重地将人送上天。不过随着试验项目的完成，人们逐渐掌握了某类卫星的技术和应用技术，于是在新种类卫星诞生前，试验卫星的发射便大大减少了。

“村村通”工程电视信号传输示意图

应用卫星是直接为人类服务的卫星，它已与国民经济的各个领域，与人们的日常生活发生了密切的联系。卫星站得高、看得远、飞得快、视力好，一连可以工作好几年，它的种类最多，数量最大，按其用途可分为空间物理探测卫星、通信卫星、天文卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星等。应用卫星在各个领域的广泛应用，将形成规模巨大的新兴产业。为适应这一形势的发展，中国资深卫星专家声称，中国航天本世纪初发展的重点就是应用卫星和卫星应用，我国将大力开发新一代的高水平应用卫星。

别看人造卫星个头不大，五脏可齐全呢！它的通用系统有结构，温度控制，姿态控制，能源，跟踪，遥测，遥控，通信，轨道控制，天线等等系统，返回式卫星还有回收系统，此外还有根据任务需要而设的各种专用系统。

我国的绕月探测工程发展简史

人类认识月球，是从对月球的原始崇拜和流传神话开始的，继之以天文观测，到20世纪后半页，人类已经实现了对月的近距离接触和探测。总结人类对月球的探测活动，可以划分为探、登、驻三个阶段，探是指对月球情况进行近距离或有接触的无人探测；登是指人登上月球，与月球直接接触，进行有人直接操作的探测；驻分两个层次，一是驻，即人携带设备登陆月球后很快返回，设备仪器长期驻留月球开展探测活动；二是住，即人在月球上长期居住和工作。

月球

我国是世界上最早对月球的运行进行科学观测和记录的国家之一，在公元前十四世纪，中国殷朝甲骨文中已有日食和月食的常规记录。明以前，我国对日月运行的观测、研究和认识达到了很高的水平，以对日月运行认识为基础编制的历法一直领先于世界，还发明了一系列精巧的天文观测仪器。明中叶以后，欧洲科技的发展突飞猛进，对月的科学认知水平很快就超越了我们，从对月的远距离观测逐步走向全面的科学探索。在上世纪50年代末至70年代初，美、苏两国凭借自己在航天领域的优势，展开月球探测的竞争，前苏联共向月球发射了32枚探测器，这些探测器或逼近或登陆月球，同期，美国向月球发射了21个探测装置，1969年7月，“阿波罗11号”实现了人类登月之梦。从“阿波罗11号”飞行中人类在月球上迈出第一步到“阿波罗17号”飞行中人类迈离那里的最后一步，月球上留下了12名美国宇航员的足迹，他们共带回384．6公斤的月岩样品，两国在月球探测中取得了辉煌的成就。

嫦娥一号月球探测卫星

新中国成立以后，我国的科学界奋起直追，通过学习和合作，很短的时间内，在多个领域将我们对月球的认识提高到一个新的水平。同期，我国建立了自己的航天科学与技术工业，并很快取得了“两弹一星”的成功。随着在航天领域取得一个又一个突破，我国的航天科技得到突飞猛进的发展，为我国自主开展月球探测活动提供了坚实的基础，我国科学家也适时提出月球探测计划的建议。

月球车

1991年，我国航天专家提出探月工程建议，并开展了部分先期研究。1998年，国防科工委正式开始规划论证。2000年11月，中国政府发表《中国的航天》白皮书，明确提出开展以月球探测为主的深空探测研究。2002年10月，朱镕基总理指示要抓紧探月工程的论证工作。2003年2月，国防科工委召开月球探测工程筹备动员会，确定了3人筹备领导小组，正式启动嫦娥工程前期工作。2004年1月23日，国务院批准绕月探测一期工程立项。2月，国防科工委召开绕月探测工程第一次领导小组会，建立组织指挥体系，确定研制总要求，并将一期工程命名为“嫦娥工程”，第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”。4月，温家宝总理批示：绕月探测工程是一项复杂的多学科高技术集成的系统工程。要统筹规划，合理确定科学和工程目标；要充分调动和整合各方面科研资源，加大重大关键技术的攻关力度。各部门要精心组织，团结协作，高标准、高质量、高效率地完成绕月探测工程任务。目前，嫦娥工程已由方案设计转入初样设计阶段，工程开局良好，进展顺利。

美重返月球计划孤掌难鸣

美国国家航空和航天局公布了耗资1040亿美元、计划在2018年前重返月球的长期航天计划。新登月计划将采用新型的载人探索飞船，简称CEV、新型运载火箭和登陆舱等新一代航天工具。

宇航员在登月时所戴的太阳镜

俄罗斯有关专家指出，美国要完成重返月球的艰巨任务，必须要将更多的宇航员送入国际空间站进行训练，但眼下美国的航天飞机还不能完全承担起这一重任，而用来代替航天飞机的载人飞船CEV基本上还处于“纸上谈兵”阶段，因此，安全可靠的俄罗斯“联盟”号宇宙飞船将可弥补美国在这方面的不足，为美国周期性的向国际空间站输送更多的宇航员完成载人飞行训练；另外，美国研究和开发新型航天技术中的一些关键技术，仍离不开俄罗斯的参与。没有俄罗斯的参与，美国重返阔别30多年的月球的计划孤掌难鸣。

这是于1969年7月21日由“阿波罗11”号登月舱在月球轨道拍摄的照片，在月球地平线上缓缓升起的球体正是我们居住的地球

CEV是美国重返月球计划中最为关键的部分，将采用非传统的设计理念来建造它。CEV的功能首先是适合在近地轨道上运行，其次是在改进后用来向月球运输宇航员，在此基础上最后确定适合向火星运输宇航员的最终发方案。CEV能容纳6名宇航员，外形类似以前的“阿波罗”号飞船，重12吨，可以重复使用10次。CEV的一次发射费用高达2．8亿美元，预计事故率为1∶2000。

然而，CEV的研制可以说仍在初始阶段，CEV及其运载工具的研制费用接近100亿美元。为了加紧研制工作，NASA不久前调整了研究计划，得克萨斯的约翰逊中心将专门负责CEV的研制，亚拉巴马的马尔莎拉中心将专门研制运载火箭。NASA希望在2008年完成CEV无人样机的试验飞行；2011年实施CEV的无人飞行；2012后年实施CEV的载人飞行；最终在2015年至2020年实现载人月球探测，2030年后实现登陆火星任务。

新的月球船将采用大推力发射器，它由5台航天飞机主发动机和一对5级航天飞机固体火箭推进器组成，这些设备包括主发动机、固体火箭推进器和外挂燃料箱等航天飞机部件，其中107米高的货运火箭与1969年至1972年担任运载火箭的“土星－5”型运载火箭接近。飞船与运载火箭总长77米，相当于25层的楼房高。研发能够提升125吨负荷的大推力发射器需要50亿美元。所有这些技术设备的研制和开发才刚刚起步。

宇航员在登月途中在飞船内所穿的服装

俄罗斯研究航天政策和国际关系的专家尤里·卡拉什认为，美国要实现重返月球的任务，必须向国际空间站输送宇航员以进行月球探测前的准备，但眼下美国的航天飞机还不能完全承担起这一重任。尽管前不久美国发现号航天飞机成功返回，但下一次的发射不会早于2006年的秋天，再加上最近受飓风的破坏，负责航天飞机维修和主要发动机生产的企业都受到了一定的影响，下一次航天飞机的发射可能还会推迟。另外，按计划，美国的航天飞机将在2010年全部退役，这就意味着在CEV投入运行之前美国最少有两年时间没有载人飞船能够为自己的宇航员提供载人飞行训练。这样的话，美国向国际空间站输送自己的宇航员的工作可能会面临停止或者请俄罗斯“联盟”号飞船来承担的局面。两年的时间里停止太空载人飞行考察对美国来说是不可思议的，美国不得不使用俄罗斯的“联盟”号飞船了。

美国宇航员在月球上行走的资料照片

自2003年“哥伦比亚”号航天飞机失事以来，俄罗斯已经利用“联盟”号飞船免费为美国向国际空间站输送了10名宇航员。因为，根据2000年美国通过的一向法律，没有美国总统和国会的批准，NASA不得向俄罗斯购买用于国际空间站建设的宇航设备。但根据俄美达成的协议，俄罗斯将于2005年10月1日最后一次为美免费运送宇航员，以后美国就要掏腰包了。据悉，美国有关机构正在向国会提交有关对这一法案的修正，允许在2012年前购买俄罗斯的载人飞船。这样“联盟”号飞船就可以打一次两年长的时间差。

俄罗斯呼唤合作：2005年7月，俄罗斯联邦政府正式批准了《2006年—2015年俄罗斯联邦航天计划》。新计划中的一个重要内容是为火星探测做准备，而俄对这一重任的期望寄托正在研制中的新的载人宇宙飞船“巨型班机”上。它是由俄罗斯“能源”公司研制的“联盟”号载人飞船的替代者。技术层面上“巨型班机”的设计已经完成，它的设计理念以向火星和月球飞行为目的，适合于在地面和空间站之间运送宇航员和货物。

“巨型班机”载人飞船长10米、宽3．5米，可搭乘6名宇航员，承载700千克的货物，发射重量达14．5吨，属于能够返回的载人飞船，可多次使用，并能在太空中自动飞行10个昼夜，它比“联盟”号飞船的返回舱宽大舒适，在紧急情况下还能完成从空间站撤离宇航员和设备的任务。按计划，外形像无把手熨斗的“巨型班机”载人飞船有望在2010前研制成功。目前，以俄罗斯科学院医学生物问题研究所为主的航天科学研究机构正计划于2006年初进行载人模拟火星探测飞行试验，6名志愿者宇航员将在封闭的地面模拟“火星飞船”上度过500个昼夜，进行设备维修、通讯保障、控制检测、生命保障等科学实验，为未来人类载人火星探测做准备。

许多俄罗斯航天专家呼吁美国参与“巨型班机”载人飞船的研制与开发，在月球探测与载人太空飞行中大力开展俄美合作，以便更好地利用人类在探索太空中已取得的巨大成果。目前，还不知俄罗斯是否被邀请来参与美国重返月球的计划，但俄罗斯专家自信，即使美国的邀请永远不会到来，但在研究和开发新型航天技术中的一些关键技术方面，美国仍离不开俄罗斯的参与。

知识长廊

自20世纪实现无线电通信以来，人与人之间的联络便更加的轻松与方便了。有一定常识的人都知道，无线电通信是靠电波传送信号，从而实现有效的联络，无线电波分长波、中波、短波、超短波和微波五个波段。这中间要数超短波和微波的传输信息容量最大、最稳定性，但超短波和微波传输又有一个缺点就是只能直线传播，所以人类只好每隔50千米就建造一个中继通信站，以此把电波传到遥远的地方。这种接力式的通信实在是太兴师动众了，设想如果美国要收看到北京的电视节目，那不知要造多少个中继通信站，这实在是不可能，纯属天方夜谭！于是聪明的人类每天苦思冥想终于找到了答案，就是在天上设一个“驿站”，利用超短波，微波直线传输的特性，把它们发给天上的卫星，再由卫星反馈到地面的另一个地方。

1945年5月25日，英国星际学会的一位科学家发现在距地球赤道平面上空36000千米的地方，有一条可使卫星相对地球保持静止不动的轨道。这条轨道的发现促使科学家们的灵感大发，于是在这条特殊轨道上每隔120度等距离地配置3颗卫星，以覆盖全球绝大部分地域，从而建立起全球性的卫星通信网的设想便孕育而生了。

通信卫星就像一个绿衣天使，把来自地球不同地方的“信件”收集到天上，然后再对号入座的“分发”到地面每一个用户的手里。这种跨国跨洲连太空的通信设施，担负着遥远距离通信的使命，时时刻刻不知疲倦的为人类辛勤劳动着。

第一个使用通信卫星的国家是美国。1958年圣诞节即将来临之际，美国发射一颗名为“斯科尔”号的通信卫星，该星携带着美国总统美好的《圣诞节祝辞》录音进入太空，然后从太空转播到各地，试验了卫星通信的可能性。1961年7月10日美国又发射了“电星”1号通信卫星，用它成功地进行了横跨美国与法国、英国之间的电视中继转播、照片传真和电话通信实验。由于当时条件与科学技术的限制，最初的通信卫星都是低轨道卫星，无论通信时间还是地域范围都受到很大限制。

1964年8月19日美国发射的“辛康”3号卫星，定点在赤道上空36000千米的西经180度静止轨道上，成为世界上第一颗真正的对地静止通信卫星。这颗卫星首次向全世界转播了在日本东京举办的奥运会开幕式的电视实况。从此，这种充当跨国信使角色的地球静止轨道通信卫星便活跃在太空舞台上而一发不可收拾。

1965年，美国研制的“国际通信卫星”号通信卫星高0．6米，直径0．72米，重39千克，拥有240条话路和1条电视频道，于6月正式开通美国与欧洲之间的国际商业通信，标志着通信卫星转入实际应用阶段。在将近30年的时间里，“国际通信卫星”发展了8代型号。1995年美国轨道科学公司率先把“轨道通信卫星”送上了太空，拉开了人类建造和使用全球个人卫星通信新世纪的序幕。美国第一颗新一代移动电话卫星也顺利入主“天宫”，它是迄今为止世界上第一颗专门用于陆上移动通信的商业卫星，该型卫星适用于沿海城市地区的车载、船载及机载电话系统，并能向美国的边远地区提供固定的电话通信业务。借助通信卫星，人们可以与远隔重洋的亲朋好友通话或发电报，通过电视转播可以第一时间收看到全世界不同地方的精彩节目，与此同时，医生还可以给万里之遥的病患者进行诊断治疗，将军也可以于千里之外指点江山等等。通信卫星给人类的社会活动和日常生活带来了意想不到的变化。

CNN，美国一家知名的有线电视网，借助通信卫星向全世界报道了整个海湾战争的前后始末，当“沙漠风暴”空袭行动开始之后，CNN连续进行了长达17个小时直播报道。只要战况稍有进展CNN就通过卫星传遍全球。通信卫星不仅为CNN赢得了亿万观众，同时也赢得了高收入、高效益。

中国第一颗通信卫星取名为“东方红”二号，于1984年4月8日成功发射。该颗卫星试验了北京与乌鲁木齐、拉萨、昆明等偏远地方的电话、电视传播和通信联络，星上仪器设备运作良好。随后，中国又发射了5颗实用通信广播卫星，标志着我国通信卫星事业已日渐成熟。1994年11月30日，“东方红”三号通信广播卫星发射失败，由于它容量太大、星上自控推力器泄漏，当燃料耗尽时，卫星未能进入同步轨道而宣告失败。我国幅员辽阔，地势复杂多样，目前通过国际通信卫星已和世界上200多个国家和地区建立了国际直拨电话业务。一些地势偏远、经济落后的省市，如云南、贵州、新疆、西藏等地，利用卫星通信，有效的缩短了与世界的距离，促进了经济的发展，改善了封闭的状态，加快了旅游事业的发展。